適用於數位學習輔助性人因需求之基因演算行程最佳化單指鍵盤
謝明哲
國立台東大學資訊管理學系
E-mail: [email protected]
摘要
傳統鍵盤的按鍵太多、手指偏移距離太大等設 計，可能引起國小學童在打字時，出現手指關節過 度屈曲或伸張、肩膀及手肘未能正確擺位、頭部前 傾、椎體間應力過大等問題；而且，多數精細動作 受到限制的身心障礙者習慣使用傳統鍵盤加上鍵 盤保護框，以頭杖、手杖或單指打字，亦容易造成 打字傷害。針對數位學習鍵盤設計上的輔助性人因 需求，本研究以單指鍵盤為前導，使用單擊鍵法及 長按鍵法，將傳統鍵盤之 47 個英文字母及數字符 號鍵化簡為 26 個按鍵，以減輕尋找與定位上的困 難。中文注音輸入則使用連合編碼將 42 個中文注 音符號對應到鍵盤上的 26 個英文字母。鍵群佈局 以空白鍵為中心，將字母鍵呈六角放射狀排列，並 使用基因演算法，根據字母出現頻次及相鄰頻次設 計目標函數，搜尋單指移動行程最佳化之鍵群排 列。本研究提出之條件式雙點交配法，經實驗證明 可以獲得較佳之適合值與較快之收歛速度。 關鍵詞：替代性鍵盤，人體工學鍵盤，基因演算法， 電腦人機介面，資訊教育，中文注音。Abstract
With too many keys and being too widespread for fingers to reach each key, the standard QWERTY keyboard may cause some typing problems with primary school students. Especially, when their typing motions turn up to be over-bended, over-expanded, unrelaxing, or over-slanted with their joints, shoulders, elbows, and heads. Further, the standard keyboard with keyguards usually used by persons with limited fine motor skills also easily causes typing injury. For the assistive ergonomic requirements, a single finger keyboard is designed as a pilot research work. The single-clicking and long-pressing methods are used to reduce the key numbers of the standard keyboard from 47 to 26. For Chinese Phonetics input, a connection-coding scheme that maps the 42 Chinese Phonetics into the 26 alphabetic characters is also utilized. In the keyboard layout, the space key is positioned as a center key surrounded with the alphabetic keys which looks like concentric hexagons. To apply the generic algorithm to find the minimum moving distance for single finger typing, an objective function based on the usage frequency of the alphabetic characters is defined. A conditional double point crossover approach is also proposed which is demonstrated to converge more rapidly and find a
Keywords: alternative keyboard, ergonomic keyboard,
genetic algorithm, human-computer interface, information education, Chinese Phonetics.
1. 前言
在數位學習時代，資訊科技正衝擊著教育的核 心理念。知識競逐與全人成長未能相輔相成，就如 同經濟發展與環境生態經常發生衝突一樣，難以和 諧。這樣的情形明顯發生於資訊融入中小學教育的 過程，其中以電腦人機介面的不適當使用及資訊與 人格分離式的片段學習最常被忽視。中小學學生電 腦人機互動的主要傷害因素，包括螢幕輻射與閃 爍、螢幕上所呈現的文字圖像太小、眼睛過度注 視、鍵盤按鍵大小距離未能符合人因需求、打字或 操作滑鼠時產生關節過度屈曲或伸張、肩膀及手肘 未 能 正 確 擺位 、 頭 部 前傾 、 椎 體 間應 力 過 大 等 [1-4]。這種種生理傷害對學童的成長發育、學習歷 程（如注意力集中與視動協調能力）與學習效果都 產生了不良影響，其中又以鍵盤操作所引起的傷害 最為明顯，應列為主要改進項目[5][6]。 鍵盤一直是我們使用電腦輸入資料的主要工 具，因為手部輸入若能經由適當的訓練使之達到協 調的運動時，則手部輸入將與大腦的思惟活動配 合，讓我們進入極為省力的文字表達與寫作狀態。 同時，協調的手部運動訓練，對恢復小腦的平衡功 能亦有所助益，並能制衡大腦的過度活動。因此， 除了將打字工具回歸人體工學設計之外，打字的運 動模式亦必須使之能夠回歸小腦本來的平衡功能。 大部份國小學童及特殊學童無法同時使用雙 手不看鍵盤打字，單手輸入或左右手交替輸入是較 為可行的打字模式。此時，若使用傳統鍵盤做為打 字工具，則打字傷害很容易發生。多數的徐動型腦 性 痲 痺 者 會使 用 傳 統 鍵盤 加 上 鍵 盤保 護 框 以 頭 杖、手杖或手指對孔觸鍵，來輸入文字或進行文書 編輯。這種打字方式，因為需要精細的對位動作， 容易造成手指與鍵孔邊緣的過度摩擦或是手部關 節過度屈曲、伸張；而複雜的選鍵動作則容易引起 疲勞並降低打字效率[7]。國小學童雖然沒有腦性痲 痺者手部協調的問題，但是傳統鍵盤的按鍵太多、 手指偏移距離太大等設計，極易引起國小學童在打 字時，出現手指關節過度屈曲或伸張、肩膀及手肘 未能正確擺位、頭部前傾、椎體間應力過大等問題。 在本研究為半側癱瘓與中度徐動型腦性麻痺 者設計 26 鍵單手替代性鍵盤之前期測試與發展過 程中[7]，曾提出以單擊鍵法及長按鍵法，將傳統鍵 盤之 47 個字母及數字符號鍵化簡為 26 個按鍵，以 減輕學童尋找與定位上的困難。與國外目前較常使 用 的 MALTRON[8]單 指 鍵 盤 與 單 手 鍵盤 比 較 起 來，按鍵數目可以減少 70%，因此大幅提輸入時尋找與定位的效率。另外，在中文輸入方面引用中文 注音連合編碼[9]，將 42 個中文注音符號對應到鍵 盤上的 26 個英文字母。本論文針對數位學習的輔 助性人因需求，延續前期測試所發展之單擊鍵法及 長按鍵法，以空白鍵為中心點將字母鍵呈六角放射 狀排列，嘗試使用基因演算法搜尋趨近單指輸入最 小移動行程之字母排列。
2. 方法
2.1 鍵群佈局與功能設計 Space Esc Num © Enter Shift Cap ÍBackspace Ctrl á Alt 1 Tab 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 26 21 22 23 24 (a) 2@N
ㄉˇ (b) 圖 1 單指鍵盤設計：(a)以空白鍵為中心之鍵群佈 局與英文字母鍵位編號；(b)按鍵圖例 由 於 空 白 鍵 在 文 字 輸 入 過 程 的 出 現 頻 次 最 高，單指鍵盤在設計上以空白鍵為中心點，將英文 字母鍵圍繞空白鍵，呈六角放射狀排列如圖 1 (a)所 示之佈局。為利於進行基因演算法搜尋最小移動行 程，圖 1 (a)並將 26 個英文字母鍵位依照其與空白 鍵的距離，由左而右、由上而下進行編號。除了空 白鍵之外，未加上編號之按鍵為依照傳統鍵盤使用 習慣而配置之取消(ESC)、倒退(Backspace)、選擇 (Alt)、控制(Ctrl)、定位(Tab)、移位(Shift)、輸入 (Enter)、大寫鎖定(Cap)、數字符號鎖定(Num)、和 開啟視窗選單(á)等編輯常用特殊功能鍵。 經過實驗測試，將單擊鍵法與長按鍵法應用在 同一個按鍵上，可以讓使用者有效區分輸入英文字 母或是數字符號[7]，藉此可將傳統鍵盤之 47 個字 母及數字符號鍵化簡為 26 個按鍵，以減輕學童尋 找與定位上的困難。以圖 1 (b)為例，使用者單擊該 按鍵將輸入英文字母 N；按住該按鍵直到超過預先 設定之時間長度後再放開，則會輸入數字 2。符號 @則必須在使用長按鍵法輸入前，先單擊移位鍵進 行相黏鍵設定。其中相黏鍵設定還可應用於控制鍵 及選擇鍵，因此所有組合功能鍵的輸入皆可使用單 指完成。 2.2 中文注音連合編碼 注 音 輸 入 是 國 小 學 童 最 常 使 用 的 中 文 輸 入 法，並且能夠與注音符號教學相輔相成。單指鍵盤 將傳統鍵盤的 47 個字母、數字符號鍵化簡為 26 個 按鍵後，如何將 42 個（包含 5 個聲調）中文注音 符號對應到鍵盤上的 26 個英文字母，即成為單指 鍵盤中文化的重要工作。 中文注音連合編碼[9]將 42 個的中文注音符號 分為聲母c（ㄅㄆㄇㄈㄉㄊㄋㄌㄍㄎㄏㄐㄑㄒ）、聲 母d（ㄓㄔㄕㄖㄗㄘㄙ）、介母（ㄧㄨㄩ）、韻母c （ㄚㄛㄜㄝㄞㄟㄠㄡㄢㄣㄤㄥ）、韻母d（ㄦ）與聲 調（ˍˊˇˋ․）等五大類型後，再依據教育部國 語字典簡編小組統計之注音符號出現頻率[10]，將 聲母與韻母連合、聲母與聲調連合編碼。最後，將 連合注音與英文字母依字形相似原則配對，並建立 表 1 之對應關係。在輸入中文注音時，使用者只需 將連合注音符號視為同一按鍵即可。例如輸入「本」 時，使用者應依序輸入’ㄣㄅ’-’ㄣㄅ’-’ㄉˇ’三個連 合注音符號。 表 1 中文注音連合編碼與英文字母對照表 編碼類型 注音符號 英文字母 編碼類型 注音符號 英文字母 ㄒˋ T ㄘ V ㄕˍ I ㄔ F ㄐˊ A ㄙ L ㄉˇ N ㄗ P 聲調連合 ㄓ․ H 聲母d ㄖ Q ㄅㄣ S ㄌㄞ R ㄍㄠ W ㄇㄢ D 韻母c ㄚ Y ㄑㄥ K ㄏㄜ G ㄆㄡ O ㄎㄟ J 韻母d ㄦ Z ㄋㄝ B ㄧ E ㄊㄤ X ㄨ M 聲韻連合 ㄈㄛ C 介母 ㄩ U 在連合注音的辨識上，必須使用解譯器將輸入 的 26 個連合注音符號轉換為 42 個分離的中文注音 符號。其解譯規則如下： 規則 1. 若輸入為聲調連合符號（例如‘ㄉˇ’）且前 為聲調則輸出聲母（例如‘ㄉ’）。 規則 2. 若輸入為聲調連合符號（例如‘ㄉˇ’）且前 有未確定之聲韻連合符號（例如‘ㄆㄡ’）則 輸出先前輸入之韻母（例如‘ㄡ’）後，再輸 出目前輸入的聲調（例如‘ˇ’）。 規則 3. 若輸入為聲調連合符號（例如‘ㄉˇ’）且前 無聲調亦無未確定之聲韻連合符號（例如 ‘ ㄆ ㄡ ’ ） 則 輸 出 目 前 輸 入 的 聲 調 （ 譬 如 ‘ˇ’）。 規則 4. 若輸入為聲韻連合符號（例如‘ㄅㄣ’）且前 為聲調則表示目前輸入的聲韻連合符號未 確定，暫時不輸出。 規則 5. 若輸入為聲韻連合符號（例如‘ㄅㄣ’）且前 有聲韻連合符號未確定（例如‘ㄆㄡ’）則輸 出先前輸入的聲母（例如‘ㄆ’）後，再輸出 目前輸入的韻母（例如‘ㄣ’）。 規則 6. 若輸入為聲韻連合符號（譬如‘ㄅㄣ’）且前 為已確定之聲母或韻母，則輸出目前輸入的韻母（例如‘ㄣ’）。 規則 7. 若輸入為介母（例如‘ㄨ’）且前有未確定之 聲韻連合符號（例如‘ㄅㄣ’）則輸出先前的 聲母（例如‘ㄅ’）後再輸出目前輸入的介母 （例如‘ㄨ’）;否則直接輸出介母（例如 ‘ㄨ’）。 規則 8. 若輸入為韻母c（例如‘ㄚ’）且前有未確定 之聲韻連合符號（例如‘ㄅㄣ’）則輸出先前 的聲母（例如‘ㄅ’）後再輸出目前輸入的韻 母c（例如‘ㄚ’）;否則直接輸出韻母c（例 如‘ㄚ’）。 規則 9. 若輸入為聲母d則直接輸出聲母d。 規則 10. 若輸入為韻母d則直接輸出韻母d。 START init=1 輸入注音連合碼R switch(R) init=1 init=1 Ru 未定 Yes 輸 出 Ru 韻母 輸 出 R 聲母 init=1 No 輸 出 R聲調 Yes Ru 未定 輸 出 Ru 聲母 Yes 輸 出 R介母 No No R 未定 暫不輸出 Yes 輸出 Ru 聲母 輸 出 R韻母 Yes No Ru 未定 輸出 R 輸出 Ru 聲母 輸出 R韻母 Yes No Ru 未定 init=0 next 聲調連合碼 介母 聲母(2)或 韻母(2) 聲韻連合碼 韻母(1) case init=0 Ru=R 圖 2 中文連合注音解譯流程 圖 2 所示之解譯流程圖，為依據規則 1 至規則 10 所設計。在實作上，使用者輸入連合注音出現未 確定之情形時，解譯器可以直接顯示連合注音符號 於螢幕上，待使用者輸入下一個連合注音符號後， 再修正連合注音符號為正確的注音符號。 2.3 字母出現頻次及相鄰頻次統計 在使用基因演算法進行英文字母鍵群排列最 佳化搜尋之前，必須取得英文字母出現頻次及相鄰 頻次之統計資料。因此，本研究蒐集了英文故事、 英打檢定、專業書籍、及英文新聞共 1,015,287 字 （每字以五個字母計算），進行字母出現頻次及相 鄰頻次之統計分析，統計結果如表 2 及表 3 所示。 表 2 英文字母出現頻次統計結果 字母 出現頻次 排名 字母 出現頻次 排名 Space 894547 1 N 303673 7 A 351151 4 O 316222 5 B 64169 21 P 92286 16 C 134989 13 Q 4982 26 D 163914 12 R 264786 9 E 506668 2 S 289415 8 F 88005 17 T 372962 3 G 84469 18 U 112804 14 H 192636 10 V 42899 22 I 308619 6 W 80179 19 J 9512 25 X 9523 24 K 32975 23 Y 73820 20 L 170240 11 Z 4306 27 M 106682 15 表 3 英文字母相鄰頻次統計結果 Space A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Space 0 74210 23641 28615 63337 100903 37361 25178 33886 37707 3888 814827646 277805367254598 26373131342691 98079 120417 8491 3678 339451516 31933 495 A 74210 78 8186 19370 13680 17882 5535 8013 19701 16153 1806329131616 1855047633 1844 11166 57136618 25832 38524 4848 650310406 898 8199 855 B 23641 8186 333 270 160 12025 20 30 180 4066 140 32 4011 1888 209 6224 22 3 2582 751 260 6166 62 56 12 3601 6 C 28615 19370 270 1484 196 22205 82 41 12483 17926 93891 3520 191 711219122 287 67 5914 3589 8299 6525 18 43 407 908 10 D 63337 13680 160 196 1445 38613 93 543 271 18093 144 24 6669 45225049 7632 158 20 6210 3430 403 4786 559 380 14 1190 15 E 100903 17882 12025 22205 38613 7824 7329 9857 54429 10957 896733827552 22322 43611 2277 13173 67477904 43689 35032 3665 22029132734241 63261316 F 37361 5535 20 82 93 7329 3308 90 23 9398 5 45 2125 128 132527575 89 0 4844 471 2679 2059 7 17 7 161 1 G 25178 8013 30 41 543 9857 90 613 4808 8145 5 80 1027 14924074 5618 69 1 5616 1295 507 3885 2 23 8 819 3 H 33886 19701 180 12483 271 54429 23 4808 9 13765 3 93 268 236 1165 11198 1726 5 1967 7260 65448 1536 13 6633 61 557 42 I 37707 16153 4066 17926 18093 10957 9398 8145 13765 102 435369224864 134975960616067 4578 20420339 31337 44373 2128 10807 9537 980 9071578 J 3888 1806 140 9 144 896 5 5 3 435 4 3 3 2 292 1718 6 0 46 10 15 1351 0 0 0 16 0 K 8148 3291 32 3891 24 7338 45 80 93 3692 3 24 909 85 2323 2746 40 0 2636 2609 103 337 7 94 1 259 8 L 27646 31616 4011 3520 6669 27552 2125 1027 268 24864 3 90913208 626 136515537 6343 6 2237 4544 3759 8428 511 496 4 7430 26 M 27780 18550 1888 191 452 22322 128 149 236 13497 2 85 626 1762 103719079 5165 1 3458 3132 796 3960 11 97 21 2033 14 N 53672 47633 209 7112 25049 43611 1325 24074 1165 59606 292 2323 1365 1037 200843040 198 102 4253 9750 2056110500 1211 1741 25 2575 87 O 54598 1844 6224 19122 7632 2277 27575 5618 11198 16067 1718 274615537 1907943040 5121 12527 742389 14034 3325518932 538912628 541 4577 261 P 26373 11166 22 287 158 13173 89 69 1726 4578 6 40 6343 5165 19812527 2830 3 9812 4977 1563 5311 12 161339 689 5 Q 1313 571 3 67 20 674 0 1 5 204 0 0 6 1 102 7 3 0 8 103 4 2372 1 22 2 0 2 R 42691 36618 2582 5914 6210 77904 4844 5616 1967 20339 46 2636 2237 3458 425342389 9812 8 2429 10473 1588112781 1208 880 0 5075 20 S 98079 25832 751 3589 3430 43689 471 1295 7260 31337 10 2609 4544 3132 975014034 4977 10310473 7141 3085314672 57 3116 9 3603 16 T 120417 38524 260 8299 403 35032 2679 507 65448 44373 15 103 3759 7962056133255 1563 415881 30853 327513819 146 2258 777 3887 109 U 8491 4848 6166 6525 4786 3665 2059 3885 1536 2128 1351 337 8428 39601050018932 5311237212781 14672 13819 31 99 74 138 359 160 V 3678 6503 62 18 559 22029 7 2 13 10807 0 7 511 11 1211 5389 12 1 1208 57 146 99 6 9 3 111 11 W 33945 10406 56 43 380 13273 17 23 6633 9537 0 94 496 97 174112628 16 22 880 3116 2258 74 9 90 5 216 3 X 1516 898 12 407 14 4241 7 8 61 980 0 1 4 21 25 541 1339 2 0 9 777 138 3 5 18 31 0 Y 31933 8199 3601 908 1190 6326 161 819 557 907 16 259 7430 2033 2575 4577 689 0 5075 3603 3887 359 111 216 31 14 48 Z 495 855 6 10 15 1316 1 3 42 1578 0 8 26 14 87 261 5 2 20 16 109 160 11 3 0 48 68
2.4 目標函數與基因演算搜尋法則
基因演算法是由 Holland 於 1975 年所提出 [11]，是基於自然選擇和遺傳學理論的一種最佳化 搜尋機制。基因演算法在處理排程(scheduling)、空 間 配 置 (space allocation) 、 行 銷 員 (traveling salesman)、和分割(partitioning)等複雜的最佳化問題 上有極佳的搜尋效率[12-14]。26 鍵鍵群配置最佳化 屬於 NP-hard 空間配置問題，本研究因此採用基因 演算法來進行求解工作。首先，令 X 為鍵群排列最 佳化之解，xi為鍵位 i 所代表之英文字母。其中鍵 位 i 之實際位置如圖 1 (a)所示，但 x0表示固定不變 之空白鍵。根據基因演算理論，X 即是以鍵位表示 法 (location representation) 編 碼 成 稱 為 染 色 體 (chromosome)的英文字母串列，而 xi為染色體上的 基因。染色體 X 的定義以數學式表示如下：
{ }
x , i 0,1, 2, , 26 X = i 其中 = K 。 (1) 染色體之定義完成後，本研究將目標函數定義 為一均方根函數如下：( )
2 2 2 d(X) X s f(X)= + 。 (2) 其中 s(X)表示依據英文字母出現頻次，單指由空白 鍵移至英文字母鍵之平均行程，定義如下： ( ) ( ) ( ) TTL x L ,x x D X s i i freq i∑
= × = 26 1 0 ； (3) 而 d(X)則表示依據英文字母相鄰頻次，在輸入未含 符號文章段落時，單指在鍵盤上移動的平均行程， 其定義如下： ( )(
)
(
)
TTL ,x x AL ,x x D X d j i freq i j i j i × =∑ ∑
= =+ 25 0 26 1 。 (4) 在方程式(3)與(4)中，D(xi, xj)表示 xi與 xj兩鍵之距 離，Lfreq(xi)表示英文字母鍵 xi的出現頻次，ALfreq(xi, xj) 表示 xi與 xj兩鍵所代表之英文字母相鄰頻次， 而 TTL 則為英文字母及空白字元出現頻次之總和。 因此，為搜尋鍵群排列之最佳化解，即相當於求解 目標函數 f(X)的最小值。 在進行基因演算搜尋法則時，將 f(X)做為適合 値函數，其演算流程如圖 3 所示。在進行基因演算 前，先以隨機方式產生 N 個初始染色體 X，然後依 據 f(X)函數計算每一個染色體的適合値。接著，將 適 合 值 較 低 者 依 據 標 準 比 例 選 擇 法 (standard proportional selection) [13]或輪盤式選擇法(roulette wheel selection) [15]挑選至交配池(mating pool)中， 再依交配及突變過程運算，以完成一代的基因演算 法則。如此，計算適合値、選擇、交配、突變反複 進行，直到產生適合值最低的鍵群排列為止。在染色體交配過程，本研究進行單點交配法 (single point crossover) 與 條 件 式 雙 點 交 配 法
(conditional double point crossover)之比較。本研究 所提出之條件式雙點交配法，是以隨機方式產生兩 個交配點，交配條件為兩條染色體在兩個交配點之 間的交配段皆含有相同的基因。傳統之單點交配 法，是以隨機方式產生一個交配點後即進行兩個染 色體的基因互換。 圖 3 最佳化鍵群排列之基因演算流程
3. 結果
本研究以基因演算搜尋法則進行之鍵群排列 最佳化實驗，設定突變機率為 0.15，基因池大小為 100，分別測試單點交配及條件式雙點交配。最後 得到的最佳鍵群排列，產生自條件式雙點交配法， 其染色體最佳解為： (EASONTMHIUDFRPLCWYKBXGJQVZ)。 圖 4 所示即為依據英文字母最佳鍵群排列，結合表 1 之中文連合注音，所得到之基因演算行程最佳化 單指鍵盤完整佈局。 -Jㄎㄟ _ Lㄙ =+ Rㄌㄞ [{ Cㄈㄛ ! Dㄇㄢ Space ,< Aㄐˊ ; Sㄅㄣ 4$ Uㄩ Esc Num © Enter Shift Cap Í Backspace Ctrl á Alt ]} Qㄖ ” Bㄋㄝ ’ Hㄓ‧ \| Kㄑㄥ ? Eㄧ 5% Gㄏㄜ 3# Tㄒˋ 2@ Nㄉˇ `~ Xㄊㄤ 1 Iㄕ− 6^ Vㄘ 7& Wㄍㄠ 8* Pㄗ 9( Yㄚ 0) Zㄦ / Mㄨ : Oㄆㄡ .> Fㄔ Tab 圖 4 基因演算行程最佳化單指鍵盤完整佈局 隨機產生 N 個初始 染色體 X1, …, XN 計算適合値f(X) 依據標準比例挑選 染色體至交配池中 染色體以條件式雙 點交配法交換基因 依突變發生機率隨 機交換染色體基因 滿足終止條件 輸出最佳鍵群排列 是 否條件式雙點交配法收斂在第 193,746 世代，適 合 値 為 1.03062 ， s(X) 値 為 1.56028 ， d(X) 値 為 1.34694；而單點交配法收斂在第 6,286,204 世代， 適合値為 1.04465，s(X)値為 1.56429，d(X)値為 1.38499。
4. 討論與後續發展
本研究以單擊鍵法及長按鍵法，將傳統鍵盤之 47 個字母及數字符號鍵簡化成 26 個按鍵之後，將 鍵群依字母出現頻次及相鄰頻次，以基因演算法搜 尋得到之最佳化行程單指鍵盤，目的在改善傳統鍵 盤按鍵太多、手指偏移距離太大之設計，以減輕學 童尋找與定位上的困難，並解決學童在打字時，出 現手指關節過度屈曲或伸張、肩膀及手肘未能正確 擺位、頭部前傾、椎體間應力過大等問題。對於多 數使用傳統鍵盤加上鍵盤保護框，以頭杖、手杖或 手指輸入文字或進行文書編輯的徐動型腦性痲痺 者，行程最佳化單指鍵盤亦能減少精細的對位動作 與複雜的選鍵動作，避免造成手指與鍵孔邊緣的過 度摩擦或是手部關節過度屈曲、伸張，進而提高打 字效率。這兩項從設計理念所得到的推論仍須進行 個案測試，以獲得實際操作結果，並探討資訊融入 中小學教育之電腦人機介面發展與管理策略。 為了能夠符合單手輸入與雙手輸入之輔助性 人因需求，本研究將繼續應用單擊鍵法與長按鍵 法，參考輔助科技與人體工學原理，將鍵群分別以 左手、右手、及左右手同時使用之打字模式進行設 計；同時，使用基因演算法求取行程最佳化之鍵群 排列。未來將其應用在掌上型電腦或筆記型電腦， 可以簡化目前鍵盤的設計與製造成本，並提高輸入 效率，降低打字之職業傷害。誌謝
本研究承蒙行政院國家科學委員會身心障礙 者 科 技 輔 具 專 題 研 究 經 費 補 助 （ 計 畫 編 號 ： NSC91-2614-E-143-001），特申謝意；另外，國立彰 化仁愛實驗學校特教教師陳佳伶、廖連喜、和物理 治療師李湫瑩為測試訓練工作的辛勞付出與惠賜 寶貴意見，資教系湯永麟同學協助執行英文字母頻 次統計工作，以及接受測試訓練身心障礙學生之積 極參與，使本研究得以順利完成，在此亦一併致最 大謝意。參考文獻
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